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黑色母粒在塑料制品中的應用

文章出處:河北新天旗塑膠有限公司 人氣:-發表時間:2019-05-24 18:20:00

在塑料制品成型加工中,黑色母粒幾乎人人都用過,用于染色,用于防老化,用于導電制品等,使用中出現的許多問題也常常困擾我們。小編現將大家共同關心的一些問題進行探討,希望給您帶來收獲。

1.黑色母粒是由哪些材料組成的?

組成黑色母粒的材料有:A.碳黑;B.碳黑載體;C.碳黑潤濕劑;D.碳黑分散劑;E.其他加工助劑。

2.請介紹一下黑色母粒用碳黑。

按照國際分類,我國有三十多個品種。主要分為橡膠用和非橡膠用兩大類。在橡膠用碳黑中主要是耐磨碳黑,能有效地提高橡膠輪胎的耐磨性;在非橡膠用碳黑中,真正能作為黑色母粒得碳黑只有幾種。以槽法碳黑在塑料中應用最為廣泛,這主要由于其來源豐富,純度高,粒徑小。這其中,又分為高色素碳黑(粒徑9-17mm),中色素碳黑(粒徑18-25mm)和低色素碳黑(粒徑26-37mm)。由于碳黑品種不同,價格差異很大。碳黑粒子由于其本身具有多活潑性,很少以原生粒子存在,幾乎都以一定范圍粒徑得團聚粒子存在。

3.碳黑載體是怎么回事?

載體就是承載碳黑的物質。一般塑料制品使用什么原料,載體就使用什么原料。這樣制造的黑色母粒與塑料原料相容性較好。如:PS(聚苯乙烯)塑料制品,其使用的黑色母粒載體就是PS。對于聚乙烯塑料制品,載體就是聚乙烯。但是,一般選用LDPE(高壓聚乙烯),因為LDPE承載碳黑能力最強,且加工性能好。而其他聚乙烯HDPELLDPE只能制造低濃度黑色母粒。對于PP(聚丙烯)塑料制品,只能使用PPLDPE為載體的黑色母粒,但不能使用HDPELLDPE及其他塑料為載體的黑色母粒。當然也有用回收料做載體的黑色母粒。

4.為什么碳黑需要潤濕劑?

碳黑比重約2g/cm,由于碳黑粒徑很小,表現密度就很小,顯得蓬松,似乎很輕。要順利加工,就必須先將碳黑潤濕。潤濕劑的選擇非常關鍵。為降低成本,大量使用白油或石蠟之類的產品的企業不在少數,將會嚴重影響所加工制品的強度。

5.碳黑母料使用的分散劑有哪些?

分有機分散劑和無機分散劑兩類。高檔黑色母料使用有機分散劑,主要用于使用環境要求較高的塑料制品,如滴灌產品。低檔黑色母粒使用無機分散劑,常用有碳酸鈣??梢源幽噶0芭卸?,25公斤只有半袋的肯定是使用無機分散劑;滿袋的是使用有機分散劑的黑色母粒。使用無機分散劑可以大大降低黑色母粒成本,但很致命的是碳酸鈣具有加速塑料制品老化的作用。

6.黑色母粒也需要加工助劑嗎?

當然需要。順利的加工過程需要正確選擇抗氧劑,內潤滑劑,外潤滑劑,改性劑和抗靜電劑。

7.黑色母粒有哪些加工方法?

有三種:單螺桿法,雙螺桿法和密戀法。單螺桿法:使用拌料機將物料混合后,由單螺桿擠出機拉條造粒,一般碳黑濃度在18-20%,工藝落后,生產現場環境條件差,屬被淘汰工藝,不排除一些剛起步小廠仍使用此法加工。雙螺桿法:使用拌料機將物料混合后,由雙螺桿擠出機拉條或水環造粒,由于雙螺桿機本身混煉能力有限,母粒一般碳黑濃度在25-32%。密煉法:使用拌料機將物料混合后,加入密煉機捏合后,再由喂料機喂入雙螺桿擠出機,經水環或水下切粒,母料一般碳黑濃度在40-45%。

8.加工方法對母粒性能有影響嗎?

是的。顯然,密煉法提高了載體對碳黑的承載能力,同時碳黑能更均勻地進入載體。發揮密煉機機械捏合優勢,破碎團聚粒子,使碳黑粒子團聚粒度大大降低,母粒中碳黑粒徑及其分布均勻,是其他兩種方法不能替代的。

9.黑色母粒在哪些方面具有突出表現?

在塑料制品染色方面,黑色母粒只需0.6%-0.8%,就會奇黑無比,再多加也不會更黑了。據試驗數據顯示,在新疆地區戶外使用的制品,如需要依靠黑色母粒防老化,只要使用優質黑色母粒(而不是回料做載體,白油潤濕,碳酸鈣分散等等的那種),碳黑在制品中含量達到2-2.5%,即:每100公斤原料中,有5-6(重量)含碳黑40%的母粒,所起到的作用遠遠超過任何防老化產品,產品壽命可以達到10年以上。這就是為什么滴灌產品,輸水產品,通信電纜產品都是黑色的。另外,碳黑對制品強度增加,導電性增強等方面都有特殊貢獻。

10.實際生產中好像沒有使用這么多份數的黑色母料?

沒錯。實際生產中一般使用2份左右黑色母粒,再添加防老化助劑,利用防老化和碳黑的協同作用防老化,來降低產品成本。另外,在戶外使用時間長短,產品壽命得要求,也決定黑色母粒使用量適當降低,前提是碳黑在產品中必須形成連續相,即有碳黑“膜”?;に芰?。如加入黑色母粒太少,碳黑相(即小片濃度高的部分)在制品中不連續,在相與相的分界處,塑料分子最脆弱,受紫外光直接打擊,加速氧老化反應,此時碳黑在制品中如同雜質,還不如不加。相與相的分界處小于280mm時,可以躲避紫外光打擊,制品是安全的。

11.怎樣從黑色母粒外觀判斷其質量?

質量好的黑色母粒光澤及軟硬適度。過油過亮,說明油放得太多,光澤黯淡說明載體是回料或碳酸鈣過量。質量好的黑色母粒用牙咬,柔中帶脆。太軟說明有機分散劑過多,軟而松散說明碳黑濃度低含碳酸鈣較多,過脆說明碳黑含量過高,或載體是回料。

12.使用黑色母料后制品表面有小麻面是怎么回事?

如果麻面是突起的小尖,說明制品加工設備分散母料能力有限,不能將母料中碳黑團聚顆粒剪切均勻,應使用濃度較低的黑色母粒;或者母粒有過多的碳酸鈣和過多的白油,被單螺桿及雙螺桿機,在高壓下擠出,形成小僵塊,無法分散。如果麻面是凹下的,是母料中小分子物質揮發造成,說明白油多了。

13.含碳酸鈣的黑色母料能否使用?

要綜合來看。首先,黑色母料中如果碳酸鈣細度1000目,含量在10%以內,對于無戶外暴露使用要求的制品,是不錯的選擇,價格低。產品外觀光澤好,加工中碳黑分散均勻,黑度不受影響,對產品強度影響較小。如果碳酸鈣細度低于1000目,可能出現光澤黯淡,表面粗糙,制品強度下降。如果1000目的碳酸鈣用量超過10%,制品表面無光發灰白,黑度不夠,制品強度下降。其次,在任何有防老化要求的戶外使用的制品中,含有碳酸鈣都是不好的,視產品使用壽命選擇是否使用。

最后,使用這類黑色母粒,需要舍得使用高剪切能力的設備。

14.選擇碳黑含量高的黑色母粒降低成本嗎?

碳黑含量較高,意味著分散越困難,對設備剪切能力的要求也提高,需要配大長徑比,帶混煉段,耐磨蝕的螺桿,這要視設備情況而定。對混煉效果好的設備,使用碳黑濃度高的母粒,相應加入量少,當然省錢。對于混煉能力有限的設備,使用碳黑濃度高的母粒,分散不均,麻點突出,造成廢品率較高,得不償失。也許使用碳黑含量40%的母粒時生產不正常,改用35%后,效果卻很好。

15.黑色母粒中添加防老化劑是怎么回事?

這與黑色母粒儲存及使用加工有關。我國生產的塑料用碳黑,無論高色素,中色素還是低色素,都存在含氧元素較高的問題。具有關資料報道,達3-8%。這直接影響到母粒加工和儲存過程中,載體的氧化老化,這種老化一旦發生,將直接導致未來使用該母料的產品,提前老化,氧化誘導期試驗充分證明這一點。為避免和減輕這種現象,采取添加適量的防老化劑,是保證黑色母料質量的最佳選擇。

16.如使用橡膠用耐磨碳黑制造的黑色母粒,有什么不妥?

這種母粒,耐磨是第一位的,有一定的抗老化作用,染色能力較差,價格非常便宜。最主要的是你的設備要足夠耐磨。

17.如何分辨橡膠用耐磨碳黑制造的黑色母料?

從包裝上看,只有半袋,很黑很重,價格也很低。加入設備后,立即出現電流加大,扭矩加大,提高塑料加工溫度流動性仍然較差,制品著色難,十有八九是它。


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